Вычисление ударного тока к.з

При расчетах токов трехфазного КЗ для выбора аппаратов и проводников по условию электродинамической стойкости необходимо знать максимальное значение тока короткого замыкания или ударный ток. Принято считать, что он наступает через 0,01 с с момента возникновения короткого замыкания.

Для схем с последовательно включенными элементами ударные ток определяется по выражению:

, (3.6)

где Т_а – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ;

к_уд – ударный коэффициент для времени t = 0,01 с.

Постоянная времени Т_а определяется

, (3.7)

где Х_Σ и R_Σ – соответственно суммарное индуктивное и активное сопротивления схемы от источника питания до места КЗ.

При составлении расчетной схемы для определения Т_а необходимо учитывать, что синхронные машины вводятся в схему индуктивным сопротивлением обратной последовательности Х₂ и активным сопротивлением статора R_s.

Для разветвленной схемы ударный ток КЗ определяется по выражению

, (3.8)

где Т_а,э – эквивалентная постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ.

Постоянная времени Т_а,э определяется как

, (3.9)

где Х_Σ и R_Σ – соответственно суммарное индуктивное и суммарное активное сопротивления, полученные из схемы замещения, составленной из индуктивных и активных сопротивлений, поочередным исключением из нее сначала всех активных, а затем всех индуктивных сопротивлений.

Общие положения о несимметричных к.з.

К несимметричным коротким замыканиям относятся двухфазное, двухфазное на землю и однофазное КЗ.

Для несимметричных КЗ характерны неодинаковые значения фазных токов и напряжений и различные углы сдвига между токами, а также между токами и соответствующими напряжениями.

Эта особенность несимметричных КЗ существенно усложняет их расчет, так как при расчетах трехфазных КЗ предполагается полная симметрия трех фаз рассматриваемой схемы, что позволяет составлять схему замещения и вести расчет для одной из фаз.

Поскольку при несимметричных КЗ токи и напряжения в разных фазах различны, для выполнения расчета обычным способом потребовалось бы составлять схему замещения для всех трех фаз рассматриваемой сети с учетом взаимоиндукции между фазами. Это серьезно усложнило бы расчет даже в случае сравнительно простых схем.

Для упрощения расчетов несимметричных КЗ применяется метод симметричных составляющих, который заключается в замене несимметричного режима трехфазной сети симметричным режимом или замене несимметричного повреждения условным трехфазным коротким замыканием.

По этому методу любая несимметричная трехфазная система может быть однозначно разложена на три симметричные системы, или последовательности – прямую, обратную и нулевую.

Напряжение в месте КЗ при несимметричном замыкании не равно нулю, как при трехфазном металлическом КЗ, и определяется для последовательностей следующими уравнениями:

U_k1 = E – I_k1 jX_1Σ, (4.1)

U_k2 = 0 – I_k2 jX_2Σ, (4.2)

U_k0 = 0 – I_k0 jX_0Σ, (4.3)

где Е – результирующая или эквивалентная ЭДС источников питания.

Так как для каждого генератора трехфазная симметричная система ЭДС статора является системой прямой последовательности, в схемах обратной и нулевой последовательности ЭДС источников отсутствуют.

Создаваемые в схемах симметричных составляющих ЭДС самоиндукции от прохождения токов прямой, обратной и нулевой последовательности учитываются в виде падений напряжения с обратным знаком в сопротивлениях X_1Σ, X_2Σ и X_0Σ.

Для определения результирующих сопротивлений X_1Σ, X_2Σ и X_0Σ при расчете несимметричного КЗ составляются схемы прямой обратной и нулевой последовательности.